• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.607-614
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• 2013

오늘날 전 세계의 자동차 회사들은 연비를 향상시키고 배기가스를 저감시키기 위해 다양한 기술을 개발하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 연료제어의 정확도를 향상시켜 연소 효율을 극대화하고 초희박 연소를 통해 연비를 향상 시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 따라서 기존 가스엔진에 초희박 직접분사 기술을 적용한 초희박 LPG 직접분사 엔진을 개발하기 위해 $2{\ell}$ 급 MPI 엔진을 베이스 엔진으로 실린더 헤드를 재설계하였다. 재설계된 헤드는 초희박 연소를 구현하기 위해 인젝터와 점화플러그가 헤드 중앙에 장착되는 분무유도방식 연소시스템을 적용하였다. 연료 분사 압력별 연료 분사 시기와 점화 시기의 변경을 통해 연료 소비율과 연소 안정성을 측정하였으며 이를 통해 최적연료 분사시기와 점화시기를 선정하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.837-844
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• 2014

최근 자동차 제조사는 강화되는 배출가스 규제를 만족시키고 엔진 효율을 향상시키기 위해 다양한 기술을 연구하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 정밀한 연소제어를 통해 연소효율을 극대화 하고 연비를 향상시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 기존 가스엔진에 초희박 직접분사기술을 적용하기 위해 기존의 MPI 엔진의 헤드를 재설계하였다. 기존 압축비10:1에서 12:1로 증가시킴으로써 이에 따른 압력선도, 열방출률, 연료소비율 등의 연소특성과 배출가스특성을 파악하였다. 압축비를 증가시킴에 따라 불안정한 연소상태로 인하여 연료소비율의 개선이 어려웠으나 탄화수소(THC)와 질소산화물(NOx)의 배출은 감소되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.45-51
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• 2015

최근 강화되는 연료소비율과 배기 규제에 대응하기 위해 자동차용 엔진에 다양한 신기술들이 적용되고 있다. 직접분사식 희박연소 엔진은 안정적인 성층혼합기 연소를 통해 연료소비율 및 배출가스 개선이 가능하지만 과잉공기 조건에서 상대적으로 높은 수준은 질소산화물의 배출은 해결되어야 할 과제이다. 본 연구에서는 직접분사식 희박연소 LPG 엔진에서 가변 밸브 기구를 이용한 흡기 및 배기밸브 시기의 변경이 엔진의 성능 및 배출가스에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 스로틀링을 하지 않은 부분부하 운전 조건에서 흡기밸브 열림 시기의 진각은 공기과잉률의 증가에 의한 질소산화물 배출 증가에 원인으로 작용하였다. 배기밸브 열림 시기를 진각할 경우 팽창일 감소와 펌핑손실 증가에 의해 연료 소비율이 악화되었다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.52-61
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• 2016

액화석유가스는 환경 친화적이며 에너지 효율성과 출력성능이 뛰어나 실용성이 높고, 경쟁연료에 비해 가격 경쟁력이 우수하기 때문에 촉망받는 대체연료 중 하나로 간주된다. 스파크점화 엔진에서 직분식 기술은 엔진 체적효율을 눈에 띄게 증가시키며, 상대적으로 더 높은 연소효율이 가능한 성층급기를 이용해 엔진을 작동시킨다. 본 연구에서는 가솔린직접분사 엔진의 원리를 적용하여 가시화 시스템을 장착한 연소실을 설계하였다. 이를 통해 스파크점화직분식 LPG의 점화성과 화염전파 과정을 디지털 방식으로 기록하고 분석하였다. 이러한 연구의 결과는 스파크점화직분식 LPG 엔진의 설계 및 최적화를 위한 광범위한 기초 자료로서 기여하고자 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.98-104
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• 2014

The technologies employing spray-guided type combustion system for ultra-lean combustion direct injection engine is focused as a promising technology for satisfying emission regulations and improving fuel economy. In the present study, control and design optimization of lean-burn LPG direct injection engine was carried out with control strategy and injection position changes. Inter-injection spark ignition strategy was applied and the effect of the strategy was assessed at relatively higher load operation condition than previous researches. In order to create richer mixture in the vicinity of spark plug electrode, relative distance between the dead-end of injector and the electrode of spark plug was changed.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.44-51
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• 2005

According to the increasing concern on the global environment, the $CO_2$ regulation has been discussed including automobile emission regulation. In order to cope with this rapid changing circumstances, the development of an ultra low emission and super fuel economy automobile is essential. Direct injection LPG engine is the one of the possible future engine to maximize the engine efficiency. This experimental study for the development of direct injection LPG engine technology is promoted with two parts; spray characteristics of high pressure swirl injector, and performance characteristics of direct injection LPG engine. Engine characteristics according to the fuel was analyzed in order to establish stratified combustion technology for LPG engine by using the DISI engine. In the engine experiment, control system was manufactured for gasoline and LPG fuel. The engine was modified 2,000 cc GDI engine (fuel supply device, fuel injection device). Through this experiment, engine operating condition, engine speed and spark timing (MBT), fuel injection position, and fuel rate were investigated.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.65-72
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• 2011

In this study, the numbers, sizes of particles from a single cylinder direct injection spark-ignition (DISI) engine fuelled with gasoline and LPG are examined over a wide range of engine operating conditions. Tests are conducted with various engine loads (2~10bar of IMEP) and fuel injection pressures (60, 90, and 120 bar) at the engine speed of 1,500 rpm. Particles are sampled directly from the exhaust pipe using rotating disk thermodiluter. The size distributions are measured using a scanning mobility particle sizer (SMPS) and the particle number concentrations are measured using a condensation particle counter (CPC). The results show that maximum brake torque (MBT) timing for LPG fuel is less sensitive to engine load and its combustion stability is also better than that for gasoline fuel. The total particle number concentration for LPG was lower by a factor of 100 compared to the results of gasoline emission due to the good vaporization characteristic of LPG. Test result presents that LPG for direct injection spark ignition engine help the particle emission level to reduce.

• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.8-14
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• 2010

본 연구에서는 LPG/바이오디젤 혼합연료의 직접분사식 디젤엔진 적용성에 관한 실험을 수행하였다. 특히, 혼합연료를 엔진에 적용하는 경우 엔진성능, 배출가스 (미연탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물, 이산화탄소), 연소안정성에 대한 실험을 1,500 rpm의 엔진회전수 조건에서 수행하였다. 바이오디젤은 질량대비 20-60% 범위로 LPG에 혼합하였다. 바이오디젤을 40% 이상 혼합하는 경우 엔진은 모든 부하영역에서 매우 안정적으로 연소되었다. 바이오디젤의 혼합율이 증가할수록 혼합연료의 세탄가가 향상되어 연소시작 시점이 진각되었다. 혼합연료를 사용하면 저부하에서는 과혼합에 의한 부분연소로 인하여 THC와 CO의 배출량이 급증하였으며, NOx의 경우 저부하에서는 배출량이 디젤연료에 비해서 낮았으며 고부하에서는 더 많이 배출되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.106-113
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• 2016

Lean burn engine, classified into port injection and direct injection, is recognized as a promising way to meet better fuel economy. Especially, LPG direct injection engine is becoming increasingly popular due to their potential for improved fuel economy and emissions. Also, LPDi engine has the advantages of higher power output, higher thermal efficiency, higher EGR tolerance due to the operation characteristics of increased volumetric efficiency, compression ratio and ultra-lean combustion scheme. However, LPDi engine has many difficulties to be solved, such as complexity of injection control mode (fuel injection timing, injection rate), fuel injection pressure, spark timing, unburned hydrocarbon and restricted power. This study is investigated to the influence of spark timing, fuel injection position and fuel injection rate on the combustion stability of LPDi engine. Piston shape is constituted the bowl type piston. The characteristics of combustion is analyzed with the variations of spark timing, fuel injection position and fuel injection rate (early injection, late injection) in a LPDi engine.

• 한국분무공학회지
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• 제16권1호
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• pp.7-14
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• 2011

High pressure LPG fuel spray with a conventional swirl injector was visualized and the impact of the injection pressure was also investigated using a DISI (direct injection spark ignition) LPG single cylinder engine. Engine performance and emission characteristics were evaluated over three different injection pressure and engine loads at an engine speed of 1500 rpm. The fuel spray pattern appeared to notably have longer penetration length and narrower spray angle than those of gasoline due to its lower angular momentum and rapid vaporization. Fuel injection pressure did not affect combustion behaviors but for high injection pressure and low load condition ($P_{inj}$=120 bar and 2 bar IMEP), which was expected weak flow field configuration and low pressure inside the cylinder. In terms of nano particle formation the positions of peak values in particle size distributions were not also changed regardless of the injection pressure, and its number densities were dramatically reduced compared to those of gasoline.